移動体装置、露光装置、及びデバイス製造方法
【課題】リニアモータの固定子ユニットと可動子ユニットとの間の距離の変化を検知可能な移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法を提供すること。
【解決手段】移動体装置は、第１の方向に沿って設けられた固定体部と、第１の方向に沿って固体体部に対し相対移動可能に固定体部に対向配置された移動体部と、第１の方向に沿って固定体部に配列された複数の第１ユニット、および複数の第１ユニットに対向するように移動体部に設けられた第２ユニットを有し、第１ユニットと第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって移動体部を相対移動させるリニアモータと、第２ユニットに対し第１ユニット側へ突出するように移動体部に設けられた接触子を有し、接触子の端部と第１ユニットとの接触状態に基づいて第１ユニットと第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部とを備える。
【解決手段】移動体装置は、第１の方向に沿って設けられた固定体部と、第１の方向に沿って固体体部に対し相対移動可能に固定体部に対向配置された移動体部と、第１の方向に沿って固定体部に配列された複数の第１ユニット、および複数の第１ユニットに対向するように移動体部に設けられた第２ユニットを有し、第１ユニットと第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって移動体部を相対移動させるリニアモータと、第２ユニットに対し第１ユニット側へ突出するように移動体部に設けられた接触子を有し、接触子の端部と第１ユニットとの接触状態に基づいて第１ユニットと第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータによって駆動される移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の電子デバイス又はマイクロデバイス（以下、デバイスと総称）は、マスク又はレチクル（以下、マスクと総称）上に形成されたパターンをガラスプレート又はウエハ（以下、基板と総称）上に転写するフォトリソグラフィ工程によって製造される。フォトリソグラフィ工程において使用される露光装置は、例えば、マスクを支持して２次元移動するマスクステージと、基板を支持して２次元移動する基板ステージとを有し、マスクステージと基板ステージとを逐次移動しながら投影光学系を介してマスク上に形成されたパターンを基板上に転写するものである。
【０００３】
このような露光装置では、マスクと基板との相対位置を高精度に制御して、マスク上に形成されたパターンを基板上に転写することが要求されるために、マスクステージ及び基板ステージ（以下、移動体装置と総称）の位置決め精度が重要な性能の一つになっている。
【０００４】
従来の移動体装置として、Ｙ軸方向へマスク又は基板を移動させる移動機構が、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向へマスク又は基板を移動させる移動機構の上部に設けられた移動体装置が知られている。詳しくは、この移動体装置は、マスク又は基板を上面に保持するホルダ部と、ホルダ部をＹ軸方向に移動可能に下面から支持する第１のステージ部と、第１のステージ部をＸ軸方向に移動可能に下面から支持する第２のステージ部と、第１のステージ部をＹ軸方向に移動させる第１の移動機構と、第２のステージ部をＸ軸方向に移動させる第２の移動機構とを備える。
【０００５】
このような移動体装置では、第２のステージ部をＸ軸方向に移動させるために必要な力は第１のステージ部をＹ軸方向に移動させるために必要な力より大きくなるために、第２の移動機構は第１の移動機構の駆動力よりも大きな駆動力を出力可能に構成する必要がある。このため、このような移動体装置では、第２の移動機構として、大きな推力を出力可能なコア付きリニアモータが採用されている。このコア付きリニアモータは、例えば、Ｘ軸方向に沿って極性が交互に異なるように配列された固定子としての複数の永久磁石と、永久磁石に対向配置された可動子としての電磁石とを備え、永久磁石と電磁石との間の隙間を１ｍｍ以下と極めて狭く設定することによって、Ｘ軸方向に大きな推力を出力可能に構成されている。なお、第２の移動機構としてリニアモータを備える移動体装置としては、特許文献１に開示されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、コア付きリニアモータでは、電磁石を構成する鉄心と永久磁石との間の磁気吸引作用によって、出力される推力の数倍もの大きさの磁気吸引力が推力方向に直交する方向に発生する。具体的には、例えば、大きさ4,000Ｎの推力を出力するコア付きリニアモータでは、10,000〜20,000Ｎ程度の大きさの磁気吸引力が推力方向に直交する方向に発生する。このため、従来の移動体装置では、磁気吸引力によって永久磁石と電磁石とが接触しないように、永久磁石及び電磁石はボルトによって強固に固定されている。
【０００８】
しかしながら、移動体装置の移動距離が長い場合、移動方向に配置する永久磁石の数が増えるために、永久磁石を固定するために必要なボルト数が増える。このため、ボルトの締結不良によって永久磁石が強固に固定されていない状態が発生する可能性が高くなる。また、電磁石の移動に伴い永久磁石には磁気吸引力が作用している状態と作用してしない状態とが繰り返し発生する。この繰り返し応力によってボルトの締結不良が発生し、電磁石が強固に固定されていない状態が発生する可能性がある。
【０００９】
永久磁石や電磁石が強固に固定されていない場合、磁気吸引力によって永久磁石と電磁石とが接触し、電磁石の移動に伴い永久磁石と電磁石との接触部において粉塵が発生する恐れがある。発生した粉塵は、露光装置内部の清浄度（クリーン度）を低下させ、露光装置の露光精度に影響を及ぼす可能性がある。このため、永久磁石と電磁石との間の距離の変化を検知可能な移動体装置の提供が期待されている。
【００１０】
本発明の態様は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、リニアモータの固定子ユニットと可動子ユニットとの間の距離の変化を検知可能な移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様に係る移動体装置は、第１の方向に沿って設けられた固定体部と、前記第１の方向に沿って前記固体体部に対して相対移動可能に前記固定体部に対向して配置された移動体部と、前記第１の方向に沿って前記固定体部に配列された複数の第１ユニット、および該複数の第１ユニットに対向するように前記移動体部に設けられた第２ユニットを有し、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって前記移動体部を前記固定体部に対して前記第１の方向に沿って相対移動させるリニアモータと、前記第２ユニットに対して前記第１ユニット側へ突出するように前記移動体部に設けられた接触子を有し、該接触子の端部と前記第１ユニットとの接触状態を検出し、該接触状態の検出結果に基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部とを備える。
【００１２】
本発明の第２の態様に係る露光装置は、マスクを支持するマスクステージと、基板を支持する基板ステージとを有し、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して前記基板に転写する露光装置であって、前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一方は本発明の第１の態様に係る移動体装置を用いて構成される。
【００１３】
本発明の第３の態様に係るデバイス製造方法は、本発明の第２の態様に係る露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成するステップと、前記パターンが形成された基板を処理するステップとを含む。
【００１４】
本発明の第４の態様に係る移動体装置は、第１の方向に沿って設けられた固定体部と、前記第１の方向に沿って前記固体体部に対して相対移動可能に前記固定体部に対向して配置された移動体部と、前記第１の方向に沿って前記固定体部に配列された複数の第１ユニット、および該複数の第１ユニットに対向するように前記移動体部に設けられた第２ユニットを有し、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって前記移動体部を前記固定体部に対して前記第１の方向に沿って相対移動させるリニアモータと、互いに隣接する２つの前記第１ユニットの外周部に配設された一対の第１の導電性部材と、前記一対の第１の導電性部材の一方の端部間を電気的に接続する配線部材と、前記一対の第１の導電性部材の他方の端部に設けられた、前記固定体部方向に向けて突出する端部を有する一対の導通部材と、前記固定体部に設けられた、前記一対の導通部材の端部が接触する第２の導電性部材と、前記一対の第１の導電性部材、前記配線部材、前記一対の導通部材、及び前記第２の導電性部材によって形成される電流経路に流れる電流を検出し、該電流の検出結果に基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の態様によれば、リニアモータの固定子ユニットと可動子ユニットとの間の距離の変化を検知することができる移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である露光装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示す固定子ユニットの構成を説明するための部分拡大図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態である検知処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、固定子ユニットと可動子ユニットの位置関係を説明するための模式図である。
【図５】図５は、接触子と固定子ユニットとの接触範囲を示す図である。
【図６】図６は、接触子と固定子ユニットとの接触範囲を示す図である。
【図７】図７は、接触子と固定子ユニットとの接触範囲を示す図である。
【図８】図８は、接触子と固定子ユニットとの接触範囲を示す図である。
【図９】図９は、接触子と固定子ユニットとの接触範囲を示す図である。
【図１０】図１０は、固定子ユニット側に設けられた検知機構の構成を示す平面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す検知機構の側面図である。
【図１２】図１２は、図１０に示す検知機構の動作を説明するための部分拡大図である。
【図１３】図１３は、図１０に示す検知機構の動作を説明するための部分拡大図である。
【図１４】図１４は、デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である露光装置の構成について説明する。なお、図面は模式的なものを含み、図面相互間において互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１８】
〔露光装置の構成〕
始めに、図１乃至図３を参照して、本発明の一実施形態である露光装置の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である露光装置の概略構成を示す模式図である。図２は、図１に示す固定子ユニットの構成を説明するための部分拡大図である。図３は、図１に示す可動子ユニットの構成を説明するための模式図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明の一実施形態である露光装置１は、液晶表示装置等に用いられる矩形形状のガラスプレートＰ（以下、基板Ｐと略記）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。この露光装置１は、照明系ＩＯＰ，マスクＭを保持するマスクステージＭＳＴ，投影光学系ＰＬ，マスクステージＭＳＴ及び投影光学系ＰＬが搭載されたボディ２，基板Ｐを保持する基板ステージ装置ＰＳＴ，及びこれらの動作を制御する主制御装置Ｓを備える。
【００２０】
以下、本明細書中では、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系ＰＬに対しそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向として、水平面内でＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向と定義する。また、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，及びＺ軸方向周りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ方向，θｙ方向，θｚ方向と表現する。
【００２１】
照明系ＩＯＰは、米国特許第５，７２９，３３１号明細書に開示されている照明系と同様に構成されている。すなわち、照明系ＩＯＰは、それぞれ図示しない反射鏡，ダイクロイックミラー，シャッター，波長選択フィルタ，各種レンズ等を介して、図示しない水銀ランプ等の光源から射出された光を露光用照明光（以下、照明光と略記）ＩＬとしてマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、ｉ線（波長３６５ｎｍ），ｇ線（波長４３６ｎｍ），ｈ線（波長４０５ｎｍ）等の光やｉ線，ｇ線，ｈ線の合成光を例示することができる。照明光ＩＬの波長は、図示しない波長選択フィルタによって要求される解像度に応じて適宜切り替えることができる。
【００２２】
マスクステージＭＳＴには、回路パターンがそのパターン面（図１における下面）に形成されたマスクＭが真空吸着によって固定されている。マスクステージＭＳＴは、ボディ２の一部を構成する鏡筒定盤２３の上面に固定されたマスクステージガイド２４上に図示しないエアベアリングを介して非接触状態で搭載されている。マスクステージＭＳＴは、コアレスリニアモータを含む図示しないマスクステージ駆動系によって、マスクステージガイド２４上で、Ｘ軸方向に所定のストロークで駆動されると共に、Ｙ軸方向及びθｚ方向にそれぞれ適宜微小駆動される。θｚ方向の回転情報を含むマスクステージＭＳＴのＸＹ平面内の位置情報は、マスクステージＭＳＴが有する図示しない反射面に測長ビームを照射するレーザ干渉計３を含むマスク干渉計システムによって計測される。
【００２３】
投影光学系ＰＬは、マスクステージＭＳＴの下方において、ボディ２の一部を構成する鏡筒定盤２３によって支持されている。投影光学系ＰＬは、米国特許第５，７２９，３３１号明細書に開示された投影光学系と同様に構成されている。すなわち、投影光学系ＰＬは、レンズモジュール等を含む光学系を複数有し、複数の光学系は、Ｙ軸方向にそって千鳥状に配列されている。複数の光学系それぞれとしては、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成するものが用いられる。
【００２４】
照明系ＩＯＰは、複数の光学系に対応した複数の照明光ＩＬをそれぞれマスクＭに照射するように構成されている。このため、マスクＭ上には、千鳥状に配列された複数の照明光ＩＬの照明領域が形成されると共に、投影光学系ＰＬの下方に配置された基板Ｐ上には、複数の光学系それぞれに対応して、千鳥状に配列された複数の照明光ＩＬの照明領域が形成される。この露光装置１では、基板Ｐ上に形成される複数の照明領域が合成されることによって、千鳥状に配置された複数の光学系からなる投影光学系ＰＬが、Ｙ軸方向を長手方向とする単一の長方形状（帯状）のイメージフィールドを有する投影光学系と同等に機能する。
【００２５】
このため、照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってマスクＭ上の照明領域が照明されると、マスクＭを通過した照明光ＩＬによって、投影光学系ＰＬを介して照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、投影光学系ＰＬの像面側に配置される、表面にレジストが塗布された基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光ＩＬの照明領域に形成される。そして、マスクステージＭＳＴと基板ステージ装置ＰＳＴとの同期駆動によって、照明領域に対してマスクＭをＸ軸方向に相対移動させると共に、露光領域に対して基板ＰをＸ軸方向に相対移動させることによって、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭの回路パターンが転写される。すなわち、この露光装置１では、照明系ＩＯＰ及び投影光学系ＰＬによって基板Ｐ上にマスクＭの回路パターンが生成され、照明光ＩＬによる基板Ｐ上のレジスト層の露光によって基板Ｐ上にその回路パターンが形成される。
【００２６】
ボディ２は、基板ステージ架台２１，一対のサイドコラム２２，及び鏡筒定盤２３を備える。基板ステージ架台２１は、Ｙ軸方向に延びる部材によって構成され、Ｘ軸方向に所定の間隔で２つ設けられている（図１では、２つの基板ステージ架台２１は紙面垂直方向に重なっている）。２つの基板ステージ架台２１それぞれは、Ｙ軸方向の両端部が床面４上に設置された空気バネを含む防振装置５によって下方から支持され、床面４に対して振動的に分離されている。
【００２７】
一対のサイドコラム２２は、Ｘ軸方向に延びる部材によって構成され、２つの基板ステージ架台２１の＋Ｙ側（図１における左方向）の端部上、及び−Ｙ側（図１における右方向）の端部上にそれぞれ架け渡された状態で搭載されている。鏡筒定盤２３は、水平面に平行な平板状の部材によって構成され、投影光学系ＰＬを支持している。鏡筒定盤２３の上面にはマスクステージガイド２４が固定され、マスクステージガイド２４の上面には図示しないエアベアリングを介して非接触状態でマスクステージＭＳＴが搭載されている。鏡筒定盤２３は、一対のサイドコラム２２によってＹ軸方向の両端部が下方から支持されている。従って、ボディ２及びボディ２に支持された投影光学系ＰＬは、床面４に対して振動的に分離されている。
【００２８】
基板ステージ装置ＰＳＴは、定盤６，本発明に係る固定体部としての一対のベースフレーム７，及び基板ステージ８を備える。定盤６は、例えば石材によって形成された平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形形状の板状部材によって構成され、その上面は平面度が非常に高く仕上げられている。定盤６は、２つの基板ステージ架台２１上に架け渡された状態で搭載されている。
【００２９】
一対のベースフレーム７は、一方が定盤６の＋Ｙ側に、他方が定盤６の−Ｙ側に配置されている。一対のベースフレーム７は、Ｘ軸方向に延びる部材であり、基板ステージ架台２１に非接触状態（基板ステージ架台２１を跨いだ状態）で床面４上に設置されている。一対のベースフレーム７の床面４との設置面には、Ｚ軸方向に進退可能な高さ調整ネジ７１が設けられている。高さ調整ネジ７１をＺ軸方向に進退させることによって一対のベースフレーム７のＺ軸方向位置を調整することができる。一対のベースフレーム７の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面及び上端面には、それぞれＸ軸方向に平行に延びるＸリニアガイド部材７２が固定されている。
【００３０】
図２及び図３に示すように、一対のベースフレーム７の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面には、Ｘ軸方向に所定間隔で配列された複数の固定子ユニット７３が固定されている。各固定子ユニット７３は、支持部材７３ａと、支持部材７３ａの表面側に接合された本発明に係る第１の部材としての複数の永久磁石７３ｂとを備える。支持部材７３ａの裏面側は、取付ボルト７３ｃによって一対のベースフレーム７の側面に固定されている。一対のベースフレーム７の長手方向の両端部近傍には、それぞれショックアブソーバを含む図示しないストッパ装置が固定されている。ストッパ装置は基板ステージ８のＸ軸方向に関する移動可能範囲を機械的に規定する。
【００３１】
図１に戻る。基板ステージ８は、Ｘ粗動ステージ８１，Ｘ粗動ステージ８１上に搭載され、Ｘ粗動ステージ８１と共にいわゆるガントリー式のＸＹ２軸ステージ装置を構成するＹ粗動ステージ８２、Ｙ粗動ステージ８２の上方に配置された微動ステージ８３，及び定盤６上で微動ステージ８３を下方から支持する重量キャンセル装置８４を備える。Ｘ粗動ステージ８１は、Ｙ軸方向を長手方向とする平面視矩形形状の枠状部材によって構成され、その中央部にＹ軸方向を長手方向とする長孔状の開口部８１ａが形成されている。Ｘ粗動ステージ８１の下面には、本発明に係る移動体部としての一対のＸスライダ９が一対のベースフレーム７に対応する間隔で取り付けられている。
【００３２】
一対のＸスライダ９は、Ｘ軸方向から見て断面逆Ｕ字状の部材によって構成され、その一対の対向面間にベースフレーム７が挿入されている。Ｘスライダ９の一対の対向面及び天井面には、Ｘリニアガイド部材７２にスライド可能に係合するスライダ９３が固定されている。Ｘスライダ９の一対の対向面それぞれには、固定子ユニット７３に対向する可動子ユニット９４が固定されている。可動子ユニット９４は、鉄芯にコイルを巻回することによって形成された本発明に係る第２の部材としての電磁石を含む。固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とは、Ｘ粗動ステージ８１をＸ軸方向に駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のＸリニアモータ（コア付きリニアモータ）を構成する。Ｘリニアモータは、Ｘ粗動ステージの位置情報を計測する計測系（エンコーダヘッド９５ａとエンコーダスケール９５ｂ）の出力に基づいて主制御装置Ｓによって制御される。
【００３３】
図２に示すように、可動子ユニット９４は、矩形形状の部材によって構成され、そのＸ軸方向両側面の異なるＺ軸方向位置にはそれぞれ、接触子９４ａ，９４ｂ及び接触子９４ｃ，９４ｄが配設されている。すなわち、接触子は、可動子ユニット９４の移動方向であるＸ軸方向に平行な第１及び第２の方向にそれぞれ複数配設（接触子９４ａ，９４ｃ及び接触子９４ｂ，９４ｄ）されている。図３に示すように、各接触子は永久磁石７３ｂの対向面に向けて突出しており、各接触子の可動子ユニット９４の対向面からの突出長さｄｓは永久磁石７３ｂと可動子ユニット９４との間の距離ｄｍ以下の長さに調整されている。すなわち、通常状態では、各接触子の端部と永久磁石７３ｂとは非接触状態となっている。各接触子は、端部が永久磁石７３ｂと接触した際にオン又はオフされる接点素子によって構成されている。各接触子は、主制御装置Ｓに接続され、端部が永久磁石７３ｂと接触した際にオン信号又はオフ信号（以下、制御信号と総称）を主制御装置Ｓに出力する。
【００３４】
図１に戻る。Ｘ粗動ステージ８１の上面には、Ｙ軸方向に延びる複数のＹリニアガイド部材８１ｂ（図１では、複数のＹリニアガイド部材８１ｂは紙面垂直方向に重なっている）、及びＹ軸方向に所定間隔で配列された複数の永久磁石からなる図示しない固定子ユニットが固定されている。Ｘ粗動ステージ８１の上面であって、Ｙリニアガイド部材８１ｂの長手方向近傍には、それぞれショックアブソーバを含むストッパ装置８１ｃが固定されている。
【００３５】
Ｙ粗動ステージ８２は、平面視略正方形状の枠状部材によって構成され、その中央部に平面視略正方形状の開口部８２ａが形成されている。Ｙ粗動ステージ８２の下面の四隅近傍には、Ｙリニアガイド部材８１ｂにスライド可能に係合するスライダ８２ｂが固定されている。Ｙ粗動ステージ８１の下面には、Ｘ粗動ステージ８１の上面に固定された図示しない固定子ユニットに対向する電磁石を含む図示しない可動子ユニットが固定されている。図示しない固定子ユニットと図示しない可動子ユニットとは、Ｙ粗動ステージ８２をＸ粗動ステージ８１上でＹ軸方向に駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のＹリニアモータ（コア付きリニアモータ）を構成する。Ｙリニアモータは、Ｙ粗動ステージ８２の位置情報を計測する図示しない計測系の出力に基づいて、主制御装置Ｓによって制御される。Ｙ粗動ステージ８２のＸ軸方向に関する移動範囲はストッパ装置８１ｃによって機械的に固定される。
【００３６】
微動ステージ８３は、平面視略正方形の高さの低い直方体状の部材からなるステージ本体８３ａ、及びステージ本体８３ａの上面に固定された基板ホルダ８３ｂを含む。微動ステージ８３は、複数のボイスコイルモータを含む微動ステージ駆動系８３ｃによって、Ｙ粗動ステージ８２に対して６自由度方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向，θｘ方向，θｙ方向，θｚ方向）に微小駆動される。微動ステージ８３は、微動ステージ駆動系を介してＹ粗動ステージ８２に同期駆動されることによって、Ｙ粗動ステージ８２と一体的にＸ軸方向及び／又はＹ軸方向に所定のストロークで移動される。基板ホルダ８３ｂは、図示しない真空吸着装置を有し、その上面に基板Ｐを吸着保持する。
【００３７】
ステージ本体８３ａの−Ｙ側の側面には、ミラーベース８３ｄを介してＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（バーミラー）８３ｅが固定されている。ステージ本体８３ａの−Ｘ側の側面には、図示しないミラーベースを介してＸ軸方向に直交する反射面を有する図示しないＸ移動鏡が固定されている。ステージ本体８３ａのＸＹ平面内の位置情報は、Ｙ移動鏡８３ｅ及びＸ移動鏡それぞれに測長ビームを照射し、その反射光を受光するレーザ干渉計を含む図示しない基板干渉計システムによって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。図示しない基板干渉計システムは、Ｙ移動鏡８３ｅに測長ビームを照射するＹレーザ干渉計８５、及び図示しないＸ移動鏡に測長ビームを照射する図示しないＸレーザ干渉計を含む。図示しない基板干渉計システムの構成については、米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。
【００３８】
重量キャンセル装置８４は、Ｚ軸方向に延びる一本の柱状部材によって構成され、レベリング装置８６を介して微動ステージ８３を下方から支持する。重量キャンセル装置８４は、Ｘ粗動ステージ８１の開口部８１ａ内、及びＹ粗動ステージ８２の開口部８２ａ内に挿入されている。重量キャンセル装置８４は、その下端に取り付けられた複数の気体静圧軸受、例えば３つのエアベアリング８４ａによって、定盤６上に所定のクリアランスを介して非接触状態で支持されている。重量キャンセル装置８４は、その内部に設けられた図示しない空気バネ等が発生する上向きの力でその支持対象物、具体的には、微動ステージ８３及び基板Ｐ、レベリング装置８６等の重量（重力加速度による下向きの力）を打ち消す。
【００３９】
重量キャンセル装置８４は、板バネ又はバネ性を有さない薄い鋼板を含む図示しない複数の連結装置によってＹ粗動ステージ８２に機械的に接続されている。これにより、重量キャンセル装置８４は、Ｙ粗動ステージ８２と一体的にＸ軸及び／又はＹ軸方向に移動する。重量キャンセル装置８４は、その上端に取り付けられた図示しないエアベアリングから噴出される気体の静圧によって、レベリング装置８６を下方から所定のクリアランスを介して非接触支持している。
【００４０】
従って、微動ステージ８３と重量キャンセル装置８４とは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関して振動的に分離されている。レベリング装置８６は、複数の気体静圧軸受を含み、微動ステージ８３を水平面に対してチルト可能（水平面に平行な軸線周りに微小角度回転可能）に下方から非接触支持している。重量キャンセル装置８４，レベリング装置８６、及び図示しない連結装置の具体的構成は、米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。
【００４１】
このような構成を有する露光装置１では、主制御装置Ｓが以下に示す検知処理を実行することによって、Ｘ粗動ステージ８１をＸ軸方向に駆動するための固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間のＹ軸方向の距離の変化を検知する。以下、図４に示すフローチャートを参照して、この検知処理を実行する際の主制御装置Ｓの動作について説明する。なお、以下に示す検知処理は、Ｘ粗動ステージ８１を駆動するコア付きリニアモータに対するものであるが、Ｙ粗動ステージ８２やマスクステージＭＳＴ等のＸ粗動ステージ８１以外の移動体装置を駆動するリニアモータに対しても、可動子ユニット側に接触子９４ａ〜９４ｄを配設することによって同様の検知処理を行うことができる。主制御装置Ｓは、本発明に係る検知部、出力部、及び制御部として機能する。
【００４２】
〔検知処理〕
図４は、本発明の一実施形態である検知処理の流れを示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、露光装置１の電源がオフ状態からオン状態に切り替えられたタイミングで開始となり、検知処理はステップＳ１の処理に進む。なお、この検知処理は、露光装置１の電源がオン状態である間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００４３】
ステップＳ１の処理では、主制御装置Ｓが、接触子９４ａ〜９４ｄのうちのいずれかから制御信号が入力されたか否かを判別することによって、接触子９４ａ〜９４ｄのうちのいずれかの端部が永久磁石７３ｂと接触しているか否かを判別する。判別の結果、接触子９４ａ〜９４ｄのうちのいずれかから制御信号が入力されている場合、主制御装置Ｓは、制御信号を入力した接触子の端部と永久磁石７３ｂとが接触していると判断し、検知処理をステップＳ２の処理に進める。
【００４４】
ステップＳ２の処理では、主制御装置Ｓが、接触子から制御信号が入力された回数、接触子からの制御信号の読み込み周期、及びＸ粗動ステージ８１の移動速度から接触子が永久磁石７３ｂに接触している接触範囲Ｒの長さを算出する。なお、接触範囲Ｒの長さは、接触子から制御信号が入力されている時のＸ粗動ステージ８１の位置座標やＸ粗動ステージ８１の速度から算出するようにしてもよい。そして、主制御装置Ｓは、可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが所定の警告範囲Ｒ１の長さＬ１以上であるか否か、若しくは、可動子ユニット９４の同じＺ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｃ又は接触子９４ｂ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが固定子ユニット７３の全長であるか否かを判別する。
【００４５】
判別の結果、可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが所定の警告範囲Ｒ１の長さＬ１以上である場合、主制御装置Ｓは検知処理をステップＳ４の処理に進める。一方、図６（ａ）に示すように可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが所定の警告範囲Ｒ１の長さＬ１未満、若しくは、図６（ｂ）に示すように可動子ユニット９４の同じＺ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｃ又は接触子９４ｂ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが固定子ユニット７３の全長である場合、主制御装置Ｓは検知処理をステップＳ３の処理に進める。
【００４６】
ステップＳ３の処理では、主制御装置Ｓが、固定子ユニット７３の＋Ｚ側又は−Ｚ側の取付ボルト７３ｃの締結不良によって固定子ユニット７３のＺ軸方向端部と可動子ユニット９４との間の距離が減少し、図５（ａ）に示すように永久磁石７３ｂのＺ軸方向端部が接触子に接触している状態、又は、固定子ユニット７３の＋Ｘ側側面近傍又は−Ｘ側側面近傍の取付ボルト７３ｃの締結不良によって固定子ユニット７３のＸ軸方向端部と可動子ユニット９４との間の距離が減少し、図５（ｂ）に示すように永久磁石７３ｂのＸ軸方向端部が接触子に接触している状態にあると判断する。そして、主制御装置Ｓは、固定子ユニット７３が緩み始めている旨の第１の警告情報を出力する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、一連の検知処理は終了する。
【００４７】
ステップＳ４の処理では、主制御装置Ｓが、可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが所定の警告範囲Ｒ２の長さＬ２（＞Ｌ１）以上であるか否かを判別する。判別の結果、可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが所定の警告範囲Ｒ２の長さＬ２以上である場合、主制御装置Ｓは検知処理をステップＳ６の処理に進める。一方、図７に示すように可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが所定の警告範囲Ｒ２の長さＬ２（＞Ｌ１）未満である場合には、主制御装置Ｓは検知処理をステップＳ５の処理に進める。
【００４８】
ステップＳ５の処理では、主制御装置Ｓが、固定子ユニット７３の＋Ｘ側側面近傍又は−Ｘ側側面近傍の取付ボルト７３ｃの締結不良によって固定子ユニット７３のＸ軸方向端部と可動子ユニット９４との間の距離が減少し、図５（ｂ）に示すように永久磁石７３ｂのＸ軸方向端部が接触子に接触している状態にあると判断する。そして、主制御装置Ｓは、固定子ユニット７３の緩み量が大きくなり、固定子ユニット７３と可動子ユニット７４とが接触する可能性がある旨の第２の警告情報を出力する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、一連の検知処理は終了する。
【００４９】
ステップＳ６の処理では、主制御装置Ｓが、可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが固定子ユニット７３のＸ軸方向の全長となっているか否かを判別する。判別の結果、図８に示すように可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが固定子ユニット７３のＸ軸方向の全長となっていない場合、主制御装置Ｓは、検知処理をステップＳ８の処理に進める。一方、図９に示すように可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが固定子ユニット７３のＸ軸方向の全長となっている場合には、主制御装置Ｓは検知処理をステップＳ７の処理に進める。
【００５０】
ステップＳ７の処理では、主制御装置Ｓが、固定子ユニット７３の＋Ｘ側側面近傍又は−Ｘ側側面近傍の取付ボルト７３ｃの締結不良によって固定子ユニット７３のＸ軸方向端部と可動子ユニット９４との間の距離が減少し、図５（ｂ）に示すように永久磁石７３ｂのＸ軸方向端部が接触子に接触している状態にあると判断する。そして、主制御装置Ｓは、固定子ユニット７３と可動子ユニット７４とが接触し始めていると判断し、Ｘ粗動ステージ８１の駆動を即時停止し、確認作業をすることを促す第３の警告情報を出力する。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、一連の検知処理は終了する。
【００５１】
ステップＳ８の処理では、主制御装置Ｓが、固定子ユニット７３の＋Ｚ側及び−Ｚ側両方の取付ボルト７３ｃの締結不良によって、図５（ｃ）又は図５（ｄ）に示すように固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触することによって粉塵が発生している状態にあると判断する。そして、主制御装置Ｓは、Ｘ粗動ステージ８１の駆動を即時停止し、復旧作業をすることを促す第４の警告情報を出力する。なお、可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが固定子ユニット７３の全長より長い場合、換言すれば、接触範囲Ｒが隣接する固定子ユニット７３間を跨っている場合には、主制御装置Ｓは、可動子ユニット９４側の図示しない取付ボルトの締結不良によって固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離が減少していると判断し、その旨の情報を出力するようにしてもよい。これにより、ステップＳ８の処理は完了し、一連の検知処理は終了する。
【００５２】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である検知処理によれば、主制御装置Ｓが、接触子９４ａ〜９４ｄの端部が永久磁石７３ｂと接触している長さに基づいて、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離の変化を検知する。これにより、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を速やかに検知することが可能となり、可動子ユニット９４の移動に伴い固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触部において粉塵が発生し、発生した粉塵によって露光装置１内部の清浄度が低下することを抑制できる。そして、この結果、本露光装置１によれば、基板上にレチクルのパターンを忠実に転写することができる。
【００５３】
本発明の一実施形態である検知処理によれば、主制御装置Ｓが、接触子９４ａ〜９４ｄの端部が永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さに基づいて、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触している旨の警告情報を出力するので、オペレータは、出力された警告情報に基づいて固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を認識し、適切な作業を行うことができる。
【００５４】
本発明の一実施形態である検知処理によれば、主制御装置Ｓが、接触子９４ａ〜９４ｄの端部が永久磁石７３ｂと接触している長さに基づいて、Ｘ粗動ステージ８１の駆動を即時停止するので、可動子ユニット９４の移動に伴い固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触部において粉塵が発生し、発生した粉塵によって露光装置１内部の清浄度が低下することを抑制できる。
【００５５】
なお、主制御装置Ｓは、固定子ユニット７３と接触している接触子９４ａ〜９４ｄの配設位置（Ｘ粗動ステージ８１の中心位置座標からの接触子９４ａ〜９４ｄの位置座標のオフセット量）とＸ粗動ステージ８１の中心位置座標とに基づいて、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離が変化している位置を判定するようにしてもよい。
【００５６】
〔変形例〕
上記実施形態は、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離の変化を検知する検知機構を可動子ユニット９４側に設けたものであるが、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離の変化を検知する検知機構を固定子ユニット７３側に設けてもよい。以下、図１０乃至図１４を参照して、固定子ユニット７３側に設けられた検知機構の構成について説明する。
【００５７】
図１０は、固定子ユニット側に設けられた検知機構の構成を示す平面図である。図１１は、図１０に示す検知機構の側面図である。図１２は、図１０に示す検知機構の動作を説明するための部分拡大図である。図１３は、図１０に示す検知機構の動作を説明するための部分拡大図である。
【００５８】
図１０及び図１１に示すように、本検知機構は、ベースフレーム７のＹ軸方向両側面に設けられた、第１の導電ブロック１０１，取付ボルト１０２，導線１０３，第２の導電ブロック１０４，及び導通部材１０５を備える。第１の導電ブロック１０１は、導電性部材によって形成され、各固定子ユニット７３の＋Ｚ側及び−Ｚ側の周縁部であって、隣接する固定子ユニット７３との境界線近傍の位置に配設されている。第１の導電ブロック１０１の一方の端部間には取付ボルト１０２によって導線１０３が接続され、第１の導電ブロック１０１の一方の端部間は電気的に接続されている。
【００５９】
第２の導電ブロック１０４は、導電性部材によって形成され、隣接する固定子ユニット７３の境界線近傍のベースフレーム７側面に配設されている。導通部材１０５は、導電性部材によって形成されている。導通部材１０５は、第１の導電ブロック１０１の他方の端部に形成されたＹ軸方向に延びるネジ孔に螺合され、その端部は第２導電ブロック１０４表面に接触している。このように、本検知機構は、固定子ユニット７３の境界線近傍に設けられた一対の第１の導電ブロック１０１，第２の導電ブロック１０４，及び一対の導通部材１０５を一構成単位として、各構成単位を導線１０３によって直列に接続することによって電流経路が形成された構成となっている。
【００６０】
このような構成を有する検知機構では、固定子ユニット７３の取付ボルト７３ｃに締結不良が発生していない場合、図１２に示すように、導通部材１０５の端部が第２の導電ブロック１０４の表面に接触しているために、第１の導電ブロック１０１と第２の導電ブロック１０４とは導通部材１０５を介して電気的に接続されている。従って、導線１０３に通電した場合、電流経路に電流が流れる。一方、固定子ユニット７３の取付ボルト７３ｃに締結不良が発生した場合には、図１３に示すように、導通部材１０５が第１の導電ブロック１０１と共に図示しない可動子ユニット９４側に動くことによって、固定子ユニット７３とベースフレーム７との間に隙間Δｄが形成される。このため、導通部材１０５の端部が第２の導電ブロック１０４の表面に接触しなくなり、導線１０３に通電したとしても電流経路に電流は流れなくなる。従って、主制御装置Ｓは、導線１０３に通電した際に電流が流れるか否かに基づいて、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離の変化を検知することができる。
【００６１】
〔デバイス製造工程〕
最後に、図１４を参照して、本発明の一実施形態である露光装置１を用いてデバイスを製造する場合のデバイス製造工程の流れについて説明する。
【００６２】
図１４は、デバイス製造工程の一例を示すフローチャートである。図１４に示すように、デバイスは、デバイスの機能、性能、パターンを設計するステップＳ１１、設計結果に基づいてマスクを製作するステップＳ１２、デバイスの基材である基板を製造してレジストを塗布するステップＳ１３、露光装置１によってマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱及びエッチング工程等を含む基板処理ステップＳ１４、ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程等の加工プロセスを含むデバイス組立ステップＳ１５，及び検査ステップＳ１６等を経て製造される。つまり、このデバイス製造工程は、露光装置１を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理することとを含む。そして、この露光装置１によれば、基板上にレチクルのパターンを忠実に転写することができるので、このデバイス製造工程によれば、デバイスを高精度に製造することができる。
【００６３】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、上記実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、実施形態の組み合わせ、及び運用技術等は、全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 露光装置
７ ベースフレーム
８ 基板ステージ
９ Ｘスライダ
７３ 固定子ユニット
７３ａ 支持部材
７３ｂ 永久磁石
７３ｃ 取付ボルト
８１ Ｘ粗動ステージ
８２ Ｙ粗動ステージ
９４ 可動子ユニット
９４ａ〜９４ｄ 接触子
１０１ 第１の導電性ブロック
１０２ 取付ボルト
１０３ 導線
１０４ 第２の導電ブロック
１０５ 導通部材
ＭＳＴ マスクステージ
Ｓ 主制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータによって駆動される移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の電子デバイス又はマイクロデバイス（以下、デバイスと総称）は、マスク又はレチクル（以下、マスクと総称）上に形成されたパターンをガラスプレート又はウエハ（以下、基板と総称）上に転写するフォトリソグラフィ工程によって製造される。フォトリソグラフィ工程において使用される露光装置は、例えば、マスクを支持して２次元移動するマスクステージと、基板を支持して２次元移動する基板ステージとを有し、マスクステージと基板ステージとを逐次移動しながら投影光学系を介してマスク上に形成されたパターンを基板上に転写するものである。
【０００３】
このような露光装置では、マスクと基板との相対位置を高精度に制御して、マスク上に形成されたパターンを基板上に転写することが要求されるために、マスクステージ及び基板ステージ（以下、移動体装置と総称）の位置決め精度が重要な性能の一つになっている。
【０００４】
従来の移動体装置として、Ｙ軸方向へマスク又は基板を移動させる移動機構が、Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向へマスク又は基板を移動させる移動機構の上部に設けられた移動体装置が知られている。詳しくは、この移動体装置は、マスク又は基板を上面に保持するホルダ部と、ホルダ部をＹ軸方向に移動可能に下面から支持する第１のステージ部と、第１のステージ部をＸ軸方向に移動可能に下面から支持する第２のステージ部と、第１のステージ部をＹ軸方向に移動させる第１の移動機構と、第２のステージ部をＸ軸方向に移動させる第２の移動機構とを備える。
【０００５】
このような移動体装置では、第２のステージ部をＸ軸方向に移動させるために必要な力は第１のステージ部をＹ軸方向に移動させるために必要な力より大きくなるために、第２の移動機構は第１の移動機構の駆動力よりも大きな駆動力を出力可能に構成する必要がある。このため、このような移動体装置では、第２の移動機構として、大きな推力を出力可能なコア付きリニアモータが採用されている。このコア付きリニアモータは、例えば、Ｘ軸方向に沿って極性が交互に異なるように配列された固定子としての複数の永久磁石と、永久磁石に対向配置された可動子としての電磁石とを備え、永久磁石と電磁石との間の隙間を１ｍｍ以下と極めて狭く設定することによって、Ｘ軸方向に大きな推力を出力可能に構成されている。なお、第２の移動機構としてリニアモータを備える移動体装置としては、特許文献１に開示されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、コア付きリニアモータでは、電磁石を構成する鉄心と永久磁石との間の磁気吸引作用によって、出力される推力の数倍もの大きさの磁気吸引力が推力方向に直交する方向に発生する。具体的には、例えば、大きさ4,000Ｎの推力を出力するコア付きリニアモータでは、10,000〜20,000Ｎ程度の大きさの磁気吸引力が推力方向に直交する方向に発生する。このため、従来の移動体装置では、磁気吸引力によって永久磁石と電磁石とが接触しないように、永久磁石及び電磁石はボルトによって強固に固定されている。
【０００８】
しかしながら、移動体装置の移動距離が長い場合、移動方向に配置する永久磁石の数が増えるために、永久磁石を固定するために必要なボルト数が増える。このため、ボルトの締結不良によって永久磁石が強固に固定されていない状態が発生する可能性が高くなる。また、電磁石の移動に伴い永久磁石には磁気吸引力が作用している状態と作用してしない状態とが繰り返し発生する。この繰り返し応力によってボルトの締結不良が発生し、電磁石が強固に固定されていない状態が発生する可能性がある。
【０００９】
永久磁石や電磁石が強固に固定されていない場合、磁気吸引力によって永久磁石と電磁石とが接触し、電磁石の移動に伴い永久磁石と電磁石との接触部において粉塵が発生する恐れがある。発生した粉塵は、露光装置内部の清浄度（クリーン度）を低下させ、露光装置の露光精度に影響を及ぼす可能性がある。このため、永久磁石と電磁石との間の距離の変化を検知可能な移動体装置の提供が期待されている。
【００１０】
本発明の態様は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、リニアモータの固定子ユニットと可動子ユニットとの間の距離の変化を検知可能な移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様に係る移動体装置は、第１の方向に沿って設けられた固定体部と、前記第１の方向に沿って前記固体体部に対して相対移動可能に前記固定体部に対向して配置された移動体部と、前記第１の方向に沿って前記固定体部に配列された複数の第１ユニット、および該複数の第１ユニットに対向するように前記移動体部に設けられた第２ユニットを有し、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって前記移動体部を前記固定体部に対して前記第１の方向に沿って相対移動させるリニアモータと、前記第２ユニットに対して前記第１ユニット側へ突出するように前記移動体部に設けられた接触子を有し、該接触子の端部と前記第１ユニットとの接触状態を検出し、該接触状態の検出結果に基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部とを備える。
【００１２】
本発明の第２の態様に係る露光装置は、マスクを支持するマスクステージと、基板を支持する基板ステージとを有し、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して前記基板に転写する露光装置であって、前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一方は本発明の第１の態様に係る移動体装置を用いて構成される。
【００１３】
本発明の第３の態様に係るデバイス製造方法は、本発明の第２の態様に係る露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成するステップと、前記パターンが形成された基板を処理するステップとを含む。
【００１４】
本発明の第４の態様に係る移動体装置は、第１の方向に沿って設けられた固定体部と、前記第１の方向に沿って前記固体体部に対して相対移動可能に前記固定体部に対向して配置された移動体部と、前記第１の方向に沿って前記固定体部に配列された複数の第１ユニット、および該複数の第１ユニットに対向するように前記移動体部に設けられた第２ユニットを有し、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって前記移動体部を前記固定体部に対して前記第１の方向に沿って相対移動させるリニアモータと、互いに隣接する２つの前記第１ユニットの外周部に配設された一対の第１の導電性部材と、前記一対の第１の導電性部材の一方の端部間を電気的に接続する配線部材と、前記一対の第１の導電性部材の他方の端部に設けられた、前記固定体部方向に向けて突出する端部を有する一対の導通部材と、前記固定体部に設けられた、前記一対の導通部材の端部が接触する第２の導電性部材と、前記一対の第１の導電性部材、前記配線部材、前記一対の導通部材、及び前記第２の導電性部材によって形成される電流経路に流れる電流を検出し、該電流の検出結果に基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の態様によれば、リニアモータの固定子ユニットと可動子ユニットとの間の距離の変化を検知することができる移動体装置、この移動体装置を備える露光装置、及びこの露光装置を利用してデバイスを製造するデバイス製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態である露光装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示す固定子ユニットの構成を説明するための部分拡大図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態である検知処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、固定子ユニットと可動子ユニットの位置関係を説明するための模式図である。
【図５】図５は、接触子と固定子ユニットとの接触範囲を示す図である。
【図６】図６は、接触子と固定子ユニットとの接触範囲を示す図である。
【図７】図７は、接触子と固定子ユニットとの接触範囲を示す図である。
【図８】図８は、接触子と固定子ユニットとの接触範囲を示す図である。
【図９】図９は、接触子と固定子ユニットとの接触範囲を示す図である。
【図１０】図１０は、固定子ユニット側に設けられた検知機構の構成を示す平面図である。
【図１１】図１１は、図１０に示す検知機構の側面図である。
【図１２】図１２は、図１０に示す検知機構の動作を説明するための部分拡大図である。
【図１３】図１３は、図１０に示す検知機構の動作を説明するための部分拡大図である。
【図１４】図１４は、デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である露光装置の構成について説明する。なお、図面は模式的なものを含み、図面相互間において互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
【００１８】
〔露光装置の構成〕
始めに、図１乃至図３を参照して、本発明の一実施形態である露光装置の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である露光装置の概略構成を示す模式図である。図２は、図１に示す固定子ユニットの構成を説明するための部分拡大図である。図３は、図１に示す可動子ユニットの構成を説明するための模式図である。
【００１９】
図１に示すように、本発明の一実施形態である露光装置１は、液晶表示装置等に用いられる矩形形状のガラスプレートＰ（以下、基板Ｐと略記）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。この露光装置１は、照明系ＩＯＰ，マスクＭを保持するマスクステージＭＳＴ，投影光学系ＰＬ，マスクステージＭＳＴ及び投影光学系ＰＬが搭載されたボディ２，基板Ｐを保持する基板ステージ装置ＰＳＴ，及びこれらの動作を制御する主制御装置Ｓを備える。
【００２０】
以下、本明細書中では、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系ＰＬに対しそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向として、水平面内でＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＺ軸方向と定義する。また、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，及びＺ軸方向周りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ方向，θｙ方向，θｚ方向と表現する。
【００２１】
照明系ＩＯＰは、米国特許第５，７２９，３３１号明細書に開示されている照明系と同様に構成されている。すなわち、照明系ＩＯＰは、それぞれ図示しない反射鏡，ダイクロイックミラー，シャッター，波長選択フィルタ，各種レンズ等を介して、図示しない水銀ランプ等の光源から射出された光を露光用照明光（以下、照明光と略記）ＩＬとしてマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、ｉ線（波長３６５ｎｍ），ｇ線（波長４３６ｎｍ），ｈ線（波長４０５ｎｍ）等の光やｉ線，ｇ線，ｈ線の合成光を例示することができる。照明光ＩＬの波長は、図示しない波長選択フィルタによって要求される解像度に応じて適宜切り替えることができる。
【００２２】
マスクステージＭＳＴには、回路パターンがそのパターン面（図１における下面）に形成されたマスクＭが真空吸着によって固定されている。マスクステージＭＳＴは、ボディ２の一部を構成する鏡筒定盤２３の上面に固定されたマスクステージガイド２４上に図示しないエアベアリングを介して非接触状態で搭載されている。マスクステージＭＳＴは、コアレスリニアモータを含む図示しないマスクステージ駆動系によって、マスクステージガイド２４上で、Ｘ軸方向に所定のストロークで駆動されると共に、Ｙ軸方向及びθｚ方向にそれぞれ適宜微小駆動される。θｚ方向の回転情報を含むマスクステージＭＳＴのＸＹ平面内の位置情報は、マスクステージＭＳＴが有する図示しない反射面に測長ビームを照射するレーザ干渉計３を含むマスク干渉計システムによって計測される。
【００２３】
投影光学系ＰＬは、マスクステージＭＳＴの下方において、ボディ２の一部を構成する鏡筒定盤２３によって支持されている。投影光学系ＰＬは、米国特許第５，７２９，３３１号明細書に開示された投影光学系と同様に構成されている。すなわち、投影光学系ＰＬは、レンズモジュール等を含む光学系を複数有し、複数の光学系は、Ｙ軸方向にそって千鳥状に配列されている。複数の光学系それぞれとしては、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成するものが用いられる。
【００２４】
照明系ＩＯＰは、複数の光学系に対応した複数の照明光ＩＬをそれぞれマスクＭに照射するように構成されている。このため、マスクＭ上には、千鳥状に配列された複数の照明光ＩＬの照明領域が形成されると共に、投影光学系ＰＬの下方に配置された基板Ｐ上には、複数の光学系それぞれに対応して、千鳥状に配列された複数の照明光ＩＬの照明領域が形成される。この露光装置１では、基板Ｐ上に形成される複数の照明領域が合成されることによって、千鳥状に配置された複数の光学系からなる投影光学系ＰＬが、Ｙ軸方向を長手方向とする単一の長方形状（帯状）のイメージフィールドを有する投影光学系と同等に機能する。
【００２５】
このため、照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってマスクＭ上の照明領域が照明されると、マスクＭを通過した照明光ＩＬによって、投影光学系ＰＬを介して照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、投影光学系ＰＬの像面側に配置される、表面にレジストが塗布された基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光ＩＬの照明領域に形成される。そして、マスクステージＭＳＴと基板ステージ装置ＰＳＴとの同期駆動によって、照明領域に対してマスクＭをＸ軸方向に相対移動させると共に、露光領域に対して基板ＰをＸ軸方向に相対移動させることによって、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭの回路パターンが転写される。すなわち、この露光装置１では、照明系ＩＯＰ及び投影光学系ＰＬによって基板Ｐ上にマスクＭの回路パターンが生成され、照明光ＩＬによる基板Ｐ上のレジスト層の露光によって基板Ｐ上にその回路パターンが形成される。
【００２６】
ボディ２は、基板ステージ架台２１，一対のサイドコラム２２，及び鏡筒定盤２３を備える。基板ステージ架台２１は、Ｙ軸方向に延びる部材によって構成され、Ｘ軸方向に所定の間隔で２つ設けられている（図１では、２つの基板ステージ架台２１は紙面垂直方向に重なっている）。２つの基板ステージ架台２１それぞれは、Ｙ軸方向の両端部が床面４上に設置された空気バネを含む防振装置５によって下方から支持され、床面４に対して振動的に分離されている。
【００２７】
一対のサイドコラム２２は、Ｘ軸方向に延びる部材によって構成され、２つの基板ステージ架台２１の＋Ｙ側（図１における左方向）の端部上、及び−Ｙ側（図１における右方向）の端部上にそれぞれ架け渡された状態で搭載されている。鏡筒定盤２３は、水平面に平行な平板状の部材によって構成され、投影光学系ＰＬを支持している。鏡筒定盤２３の上面にはマスクステージガイド２４が固定され、マスクステージガイド２４の上面には図示しないエアベアリングを介して非接触状態でマスクステージＭＳＴが搭載されている。鏡筒定盤２３は、一対のサイドコラム２２によってＹ軸方向の両端部が下方から支持されている。従って、ボディ２及びボディ２に支持された投影光学系ＰＬは、床面４に対して振動的に分離されている。
【００２８】
基板ステージ装置ＰＳＴは、定盤６，本発明に係る固定体部としての一対のベースフレーム７，及び基板ステージ８を備える。定盤６は、例えば石材によって形成された平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形形状の板状部材によって構成され、その上面は平面度が非常に高く仕上げられている。定盤６は、２つの基板ステージ架台２１上に架け渡された状態で搭載されている。
【００２９】
一対のベースフレーム７は、一方が定盤６の＋Ｙ側に、他方が定盤６の−Ｙ側に配置されている。一対のベースフレーム７は、Ｘ軸方向に延びる部材であり、基板ステージ架台２１に非接触状態（基板ステージ架台２１を跨いだ状態）で床面４上に設置されている。一対のベースフレーム７の床面４との設置面には、Ｚ軸方向に進退可能な高さ調整ネジ７１が設けられている。高さ調整ネジ７１をＺ軸方向に進退させることによって一対のベースフレーム７のＺ軸方向位置を調整することができる。一対のベースフレーム７の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面及び上端面には、それぞれＸ軸方向に平行に延びるＸリニアガイド部材７２が固定されている。
【００３０】
図２及び図３に示すように、一対のベースフレーム７の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面には、Ｘ軸方向に所定間隔で配列された複数の固定子ユニット７３が固定されている。各固定子ユニット７３は、支持部材７３ａと、支持部材７３ａの表面側に接合された本発明に係る第１の部材としての複数の永久磁石７３ｂとを備える。支持部材７３ａの裏面側は、取付ボルト７３ｃによって一対のベースフレーム７の側面に固定されている。一対のベースフレーム７の長手方向の両端部近傍には、それぞれショックアブソーバを含む図示しないストッパ装置が固定されている。ストッパ装置は基板ステージ８のＸ軸方向に関する移動可能範囲を機械的に規定する。
【００３１】
図１に戻る。基板ステージ８は、Ｘ粗動ステージ８１，Ｘ粗動ステージ８１上に搭載され、Ｘ粗動ステージ８１と共にいわゆるガントリー式のＸＹ２軸ステージ装置を構成するＹ粗動ステージ８２、Ｙ粗動ステージ８２の上方に配置された微動ステージ８３，及び定盤６上で微動ステージ８３を下方から支持する重量キャンセル装置８４を備える。Ｘ粗動ステージ８１は、Ｙ軸方向を長手方向とする平面視矩形形状の枠状部材によって構成され、その中央部にＹ軸方向を長手方向とする長孔状の開口部８１ａが形成されている。Ｘ粗動ステージ８１の下面には、本発明に係る移動体部としての一対のＸスライダ９が一対のベースフレーム７に対応する間隔で取り付けられている。
【００３２】
一対のＸスライダ９は、Ｘ軸方向から見て断面逆Ｕ字状の部材によって構成され、その一対の対向面間にベースフレーム７が挿入されている。Ｘスライダ９の一対の対向面及び天井面には、Ｘリニアガイド部材７２にスライド可能に係合するスライダ９３が固定されている。Ｘスライダ９の一対の対向面それぞれには、固定子ユニット７３に対向する可動子ユニット９４が固定されている。可動子ユニット９４は、鉄芯にコイルを巻回することによって形成された本発明に係る第２の部材としての電磁石を含む。固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とは、Ｘ粗動ステージ８１をＸ軸方向に駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のＸリニアモータ（コア付きリニアモータ）を構成する。Ｘリニアモータは、Ｘ粗動ステージの位置情報を計測する計測系（エンコーダヘッド９５ａとエンコーダスケール９５ｂ）の出力に基づいて主制御装置Ｓによって制御される。
【００３３】
図２に示すように、可動子ユニット９４は、矩形形状の部材によって構成され、そのＸ軸方向両側面の異なるＺ軸方向位置にはそれぞれ、接触子９４ａ，９４ｂ及び接触子９４ｃ，９４ｄが配設されている。すなわち、接触子は、可動子ユニット９４の移動方向であるＸ軸方向に平行な第１及び第２の方向にそれぞれ複数配設（接触子９４ａ，９４ｃ及び接触子９４ｂ，９４ｄ）されている。図３に示すように、各接触子は永久磁石７３ｂの対向面に向けて突出しており、各接触子の可動子ユニット９４の対向面からの突出長さｄｓは永久磁石７３ｂと可動子ユニット９４との間の距離ｄｍ以下の長さに調整されている。すなわち、通常状態では、各接触子の端部と永久磁石７３ｂとは非接触状態となっている。各接触子は、端部が永久磁石７３ｂと接触した際にオン又はオフされる接点素子によって構成されている。各接触子は、主制御装置Ｓに接続され、端部が永久磁石７３ｂと接触した際にオン信号又はオフ信号（以下、制御信号と総称）を主制御装置Ｓに出力する。
【００３４】
図１に戻る。Ｘ粗動ステージ８１の上面には、Ｙ軸方向に延びる複数のＹリニアガイド部材８１ｂ（図１では、複数のＹリニアガイド部材８１ｂは紙面垂直方向に重なっている）、及びＹ軸方向に所定間隔で配列された複数の永久磁石からなる図示しない固定子ユニットが固定されている。Ｘ粗動ステージ８１の上面であって、Ｙリニアガイド部材８１ｂの長手方向近傍には、それぞれショックアブソーバを含むストッパ装置８１ｃが固定されている。
【００３５】
Ｙ粗動ステージ８２は、平面視略正方形状の枠状部材によって構成され、その中央部に平面視略正方形状の開口部８２ａが形成されている。Ｙ粗動ステージ８２の下面の四隅近傍には、Ｙリニアガイド部材８１ｂにスライド可能に係合するスライダ８２ｂが固定されている。Ｙ粗動ステージ８１の下面には、Ｘ粗動ステージ８１の上面に固定された図示しない固定子ユニットに対向する電磁石を含む図示しない可動子ユニットが固定されている。図示しない固定子ユニットと図示しない可動子ユニットとは、Ｙ粗動ステージ８２をＸ粗動ステージ８１上でＹ軸方向に駆動するためのローレンツ電磁力駆動方式のＹリニアモータ（コア付きリニアモータ）を構成する。Ｙリニアモータは、Ｙ粗動ステージ８２の位置情報を計測する図示しない計測系の出力に基づいて、主制御装置Ｓによって制御される。Ｙ粗動ステージ８２のＸ軸方向に関する移動範囲はストッパ装置８１ｃによって機械的に固定される。
【００３６】
微動ステージ８３は、平面視略正方形の高さの低い直方体状の部材からなるステージ本体８３ａ、及びステージ本体８３ａの上面に固定された基板ホルダ８３ｂを含む。微動ステージ８３は、複数のボイスコイルモータを含む微動ステージ駆動系８３ｃによって、Ｙ粗動ステージ８２に対して６自由度方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向，θｘ方向，θｙ方向，θｚ方向）に微小駆動される。微動ステージ８３は、微動ステージ駆動系を介してＹ粗動ステージ８２に同期駆動されることによって、Ｙ粗動ステージ８２と一体的にＸ軸方向及び／又はＹ軸方向に所定のストロークで移動される。基板ホルダ８３ｂは、図示しない真空吸着装置を有し、その上面に基板Ｐを吸着保持する。
【００３７】
ステージ本体８３ａの−Ｙ側の側面には、ミラーベース８３ｄを介してＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（バーミラー）８３ｅが固定されている。ステージ本体８３ａの−Ｘ側の側面には、図示しないミラーベースを介してＸ軸方向に直交する反射面を有する図示しないＸ移動鏡が固定されている。ステージ本体８３ａのＸＹ平面内の位置情報は、Ｙ移動鏡８３ｅ及びＸ移動鏡それぞれに測長ビームを照射し、その反射光を受光するレーザ干渉計を含む図示しない基板干渉計システムによって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。図示しない基板干渉計システムは、Ｙ移動鏡８３ｅに測長ビームを照射するＹレーザ干渉計８５、及び図示しないＸ移動鏡に測長ビームを照射する図示しないＸレーザ干渉計を含む。図示しない基板干渉計システムの構成については、米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。
【００３８】
重量キャンセル装置８４は、Ｚ軸方向に延びる一本の柱状部材によって構成され、レベリング装置８６を介して微動ステージ８３を下方から支持する。重量キャンセル装置８４は、Ｘ粗動ステージ８１の開口部８１ａ内、及びＹ粗動ステージ８２の開口部８２ａ内に挿入されている。重量キャンセル装置８４は、その下端に取り付けられた複数の気体静圧軸受、例えば３つのエアベアリング８４ａによって、定盤６上に所定のクリアランスを介して非接触状態で支持されている。重量キャンセル装置８４は、その内部に設けられた図示しない空気バネ等が発生する上向きの力でその支持対象物、具体的には、微動ステージ８３及び基板Ｐ、レベリング装置８６等の重量（重力加速度による下向きの力）を打ち消す。
【００３９】
重量キャンセル装置８４は、板バネ又はバネ性を有さない薄い鋼板を含む図示しない複数の連結装置によってＹ粗動ステージ８２に機械的に接続されている。これにより、重量キャンセル装置８４は、Ｙ粗動ステージ８２と一体的にＸ軸及び／又はＹ軸方向に移動する。重量キャンセル装置８４は、その上端に取り付けられた図示しないエアベアリングから噴出される気体の静圧によって、レベリング装置８６を下方から所定のクリアランスを介して非接触支持している。
【００４０】
従って、微動ステージ８３と重量キャンセル装置８４とは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関して振動的に分離されている。レベリング装置８６は、複数の気体静圧軸受を含み、微動ステージ８３を水平面に対してチルト可能（水平面に平行な軸線周りに微小角度回転可能）に下方から非接触支持している。重量キャンセル装置８４，レベリング装置８６、及び図示しない連結装置の具体的構成は、米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されている。
【００４１】
このような構成を有する露光装置１では、主制御装置Ｓが以下に示す検知処理を実行することによって、Ｘ粗動ステージ８１をＸ軸方向に駆動するための固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間のＹ軸方向の距離の変化を検知する。以下、図４に示すフローチャートを参照して、この検知処理を実行する際の主制御装置Ｓの動作について説明する。なお、以下に示す検知処理は、Ｘ粗動ステージ８１を駆動するコア付きリニアモータに対するものであるが、Ｙ粗動ステージ８２やマスクステージＭＳＴ等のＸ粗動ステージ８１以外の移動体装置を駆動するリニアモータに対しても、可動子ユニット側に接触子９４ａ〜９４ｄを配設することによって同様の検知処理を行うことができる。主制御装置Ｓは、本発明に係る検知部、出力部、及び制御部として機能する。
【００４２】
〔検知処理〕
図４は、本発明の一実施形態である検知処理の流れを示すフローチャートである。図４に示すフローチャートは、露光装置１の電源がオフ状態からオン状態に切り替えられたタイミングで開始となり、検知処理はステップＳ１の処理に進む。なお、この検知処理は、露光装置１の電源がオン状態である間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００４３】
ステップＳ１の処理では、主制御装置Ｓが、接触子９４ａ〜９４ｄのうちのいずれかから制御信号が入力されたか否かを判別することによって、接触子９４ａ〜９４ｄのうちのいずれかの端部が永久磁石７３ｂと接触しているか否かを判別する。判別の結果、接触子９４ａ〜９４ｄのうちのいずれかから制御信号が入力されている場合、主制御装置Ｓは、制御信号を入力した接触子の端部と永久磁石７３ｂとが接触していると判断し、検知処理をステップＳ２の処理に進める。
【００４４】
ステップＳ２の処理では、主制御装置Ｓが、接触子から制御信号が入力された回数、接触子からの制御信号の読み込み周期、及びＸ粗動ステージ８１の移動速度から接触子が永久磁石７３ｂに接触している接触範囲Ｒの長さを算出する。なお、接触範囲Ｒの長さは、接触子から制御信号が入力されている時のＸ粗動ステージ８１の位置座標やＸ粗動ステージ８１の速度から算出するようにしてもよい。そして、主制御装置Ｓは、可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが所定の警告範囲Ｒ１の長さＬ１以上であるか否か、若しくは、可動子ユニット９４の同じＺ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｃ又は接触子９４ｂ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが固定子ユニット７３の全長であるか否かを判別する。
【００４５】
判別の結果、可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが所定の警告範囲Ｒ１の長さＬ１以上である場合、主制御装置Ｓは検知処理をステップＳ４の処理に進める。一方、図６（ａ）に示すように可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが所定の警告範囲Ｒ１の長さＬ１未満、若しくは、図６（ｂ）に示すように可動子ユニット９４の同じＺ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｃ又は接触子９４ｂ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが固定子ユニット７３の全長である場合、主制御装置Ｓは検知処理をステップＳ３の処理に進める。
【００４６】
ステップＳ３の処理では、主制御装置Ｓが、固定子ユニット７３の＋Ｚ側又は−Ｚ側の取付ボルト７３ｃの締結不良によって固定子ユニット７３のＺ軸方向端部と可動子ユニット９４との間の距離が減少し、図５（ａ）に示すように永久磁石７３ｂのＺ軸方向端部が接触子に接触している状態、又は、固定子ユニット７３の＋Ｘ側側面近傍又は−Ｘ側側面近傍の取付ボルト７３ｃの締結不良によって固定子ユニット７３のＸ軸方向端部と可動子ユニット９４との間の距離が減少し、図５（ｂ）に示すように永久磁石７３ｂのＸ軸方向端部が接触子に接触している状態にあると判断する。そして、主制御装置Ｓは、固定子ユニット７３が緩み始めている旨の第１の警告情報を出力する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、一連の検知処理は終了する。
【００４７】
ステップＳ４の処理では、主制御装置Ｓが、可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが所定の警告範囲Ｒ２の長さＬ２（＞Ｌ１）以上であるか否かを判別する。判別の結果、可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが所定の警告範囲Ｒ２の長さＬ２以上である場合、主制御装置Ｓは検知処理をステップＳ６の処理に進める。一方、図７に示すように可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが所定の警告範囲Ｒ２の長さＬ２（＞Ｌ１）未満である場合には、主制御装置Ｓは検知処理をステップＳ５の処理に進める。
【００４８】
ステップＳ５の処理では、主制御装置Ｓが、固定子ユニット７３の＋Ｘ側側面近傍又は−Ｘ側側面近傍の取付ボルト７３ｃの締結不良によって固定子ユニット７３のＸ軸方向端部と可動子ユニット９４との間の距離が減少し、図５（ｂ）に示すように永久磁石７３ｂのＸ軸方向端部が接触子に接触している状態にあると判断する。そして、主制御装置Ｓは、固定子ユニット７３の緩み量が大きくなり、固定子ユニット７３と可動子ユニット７４とが接触する可能性がある旨の第２の警告情報を出力する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、一連の検知処理は終了する。
【００４９】
ステップＳ６の処理では、主制御装置Ｓが、可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが固定子ユニット７３のＸ軸方向の全長となっているか否かを判別する。判別の結果、図８に示すように可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが固定子ユニット７３のＸ軸方向の全長となっていない場合、主制御装置Ｓは、検知処理をステップＳ８の処理に進める。一方、図９に示すように可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが固定子ユニット７３のＸ軸方向の全長となっている場合には、主制御装置Ｓは検知処理をステップＳ７の処理に進める。
【００５０】
ステップＳ７の処理では、主制御装置Ｓが、固定子ユニット７３の＋Ｘ側側面近傍又は−Ｘ側側面近傍の取付ボルト７３ｃの締結不良によって固定子ユニット７３のＸ軸方向端部と可動子ユニット９４との間の距離が減少し、図５（ｂ）に示すように永久磁石７３ｂのＸ軸方向端部が接触子に接触している状態にあると判断する。そして、主制御装置Ｓは、固定子ユニット７３と可動子ユニット７４とが接触し始めていると判断し、Ｘ粗動ステージ８１の駆動を即時停止し、確認作業をすることを促す第３の警告情報を出力する。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、一連の検知処理は終了する。
【００５１】
ステップＳ８の処理では、主制御装置Ｓが、固定子ユニット７３の＋Ｚ側及び−Ｚ側両方の取付ボルト７３ｃの締結不良によって、図５（ｃ）又は図５（ｄ）に示すように固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触することによって粉塵が発生している状態にあると判断する。そして、主制御装置Ｓは、Ｘ粗動ステージ８１の駆動を即時停止し、復旧作業をすることを促す第４の警告情報を出力する。なお、可動子ユニット９４の同じＸ軸方向側面に配設されている接触子９４ａ，９４ｂ又は接触子９４ｃ，９４ｄが永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さが固定子ユニット７３の全長より長い場合、換言すれば、接触範囲Ｒが隣接する固定子ユニット７３間を跨っている場合には、主制御装置Ｓは、可動子ユニット９４側の図示しない取付ボルトの締結不良によって固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離が減少していると判断し、その旨の情報を出力するようにしてもよい。これにより、ステップＳ８の処理は完了し、一連の検知処理は終了する。
【００５２】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である検知処理によれば、主制御装置Ｓが、接触子９４ａ〜９４ｄの端部が永久磁石７３ｂと接触している長さに基づいて、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離の変化を検知する。これにより、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を速やかに検知することが可能となり、可動子ユニット９４の移動に伴い固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触部において粉塵が発生し、発生した粉塵によって露光装置１内部の清浄度が低下することを抑制できる。そして、この結果、本露光装置１によれば、基板上にレチクルのパターンを忠実に転写することができる。
【００５３】
本発明の一実施形態である検知処理によれば、主制御装置Ｓが、接触子９４ａ〜９４ｄの端部が永久磁石７３ｂと接触している接触範囲Ｒの長さに基づいて、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４とが接触している旨の警告情報を出力するので、オペレータは、出力された警告情報に基づいて固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触を認識し、適切な作業を行うことができる。
【００５４】
本発明の一実施形態である検知処理によれば、主制御装置Ｓが、接触子９４ａ〜９４ｄの端部が永久磁石７３ｂと接触している長さに基づいて、Ｘ粗動ステージ８１の駆動を即時停止するので、可動子ユニット９４の移動に伴い固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との接触部において粉塵が発生し、発生した粉塵によって露光装置１内部の清浄度が低下することを抑制できる。
【００５５】
なお、主制御装置Ｓは、固定子ユニット７３と接触している接触子９４ａ〜９４ｄの配設位置（Ｘ粗動ステージ８１の中心位置座標からの接触子９４ａ〜９４ｄの位置座標のオフセット量）とＸ粗動ステージ８１の中心位置座標とに基づいて、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離が変化している位置を判定するようにしてもよい。
【００５６】
〔変形例〕
上記実施形態は、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離の変化を検知する検知機構を可動子ユニット９４側に設けたものであるが、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離の変化を検知する検知機構を固定子ユニット７３側に設けてもよい。以下、図１０乃至図１４を参照して、固定子ユニット７３側に設けられた検知機構の構成について説明する。
【００５７】
図１０は、固定子ユニット側に設けられた検知機構の構成を示す平面図である。図１１は、図１０に示す検知機構の側面図である。図１２は、図１０に示す検知機構の動作を説明するための部分拡大図である。図１３は、図１０に示す検知機構の動作を説明するための部分拡大図である。
【００５８】
図１０及び図１１に示すように、本検知機構は、ベースフレーム７のＹ軸方向両側面に設けられた、第１の導電ブロック１０１，取付ボルト１０２，導線１０３，第２の導電ブロック１０４，及び導通部材１０５を備える。第１の導電ブロック１０１は、導電性部材によって形成され、各固定子ユニット７３の＋Ｚ側及び−Ｚ側の周縁部であって、隣接する固定子ユニット７３との境界線近傍の位置に配設されている。第１の導電ブロック１０１の一方の端部間には取付ボルト１０２によって導線１０３が接続され、第１の導電ブロック１０１の一方の端部間は電気的に接続されている。
【００５９】
第２の導電ブロック１０４は、導電性部材によって形成され、隣接する固定子ユニット７３の境界線近傍のベースフレーム７側面に配設されている。導通部材１０５は、導電性部材によって形成されている。導通部材１０５は、第１の導電ブロック１０１の他方の端部に形成されたＹ軸方向に延びるネジ孔に螺合され、その端部は第２導電ブロック１０４表面に接触している。このように、本検知機構は、固定子ユニット７３の境界線近傍に設けられた一対の第１の導電ブロック１０１，第２の導電ブロック１０４，及び一対の導通部材１０５を一構成単位として、各構成単位を導線１０３によって直列に接続することによって電流経路が形成された構成となっている。
【００６０】
このような構成を有する検知機構では、固定子ユニット７３の取付ボルト７３ｃに締結不良が発生していない場合、図１２に示すように、導通部材１０５の端部が第２の導電ブロック１０４の表面に接触しているために、第１の導電ブロック１０１と第２の導電ブロック１０４とは導通部材１０５を介して電気的に接続されている。従って、導線１０３に通電した場合、電流経路に電流が流れる。一方、固定子ユニット７３の取付ボルト７３ｃに締結不良が発生した場合には、図１３に示すように、導通部材１０５が第１の導電ブロック１０１と共に図示しない可動子ユニット９４側に動くことによって、固定子ユニット７３とベースフレーム７との間に隙間Δｄが形成される。このため、導通部材１０５の端部が第２の導電ブロック１０４の表面に接触しなくなり、導線１０３に通電したとしても電流経路に電流は流れなくなる。従って、主制御装置Ｓは、導線１０３に通電した際に電流が流れるか否かに基づいて、固定子ユニット７３と可動子ユニット９４との間の距離の変化を検知することができる。
【００６１】
〔デバイス製造工程〕
最後に、図１４を参照して、本発明の一実施形態である露光装置１を用いてデバイスを製造する場合のデバイス製造工程の流れについて説明する。
【００６２】
図１４は、デバイス製造工程の一例を示すフローチャートである。図１４に示すように、デバイスは、デバイスの機能、性能、パターンを設計するステップＳ１１、設計結果に基づいてマスクを製作するステップＳ１２、デバイスの基材である基板を製造してレジストを塗布するステップＳ１３、露光装置１によってマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱及びエッチング工程等を含む基板処理ステップＳ１４、ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程等の加工プロセスを含むデバイス組立ステップＳ１５，及び検査ステップＳ１６等を経て製造される。つまり、このデバイス製造工程は、露光装置１を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理することとを含む。そして、この露光装置１によれば、基板上にレチクルのパターンを忠実に転写することができるので、このデバイス製造工程によれば、デバイスを高精度に製造することができる。
【００６３】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、上記実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、実施形態の組み合わせ、及び運用技術等は、全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 露光装置
７ ベースフレーム
８ 基板ステージ
９ Ｘスライダ
７３ 固定子ユニット
７３ａ 支持部材
７３ｂ 永久磁石
７３ｃ 取付ボルト
８１ Ｘ粗動ステージ
８２ Ｙ粗動ステージ
９４ 可動子ユニット
９４ａ〜９４ｄ 接触子
１０１ 第１の導電性ブロック
１０２ 取付ボルト
１０３ 導線
１０４ 第２の導電ブロック
１０５ 導通部材
ＭＳＴ マスクステージ
Ｓ 主制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に沿って設けられた固定体部と、
前記第１の方向に沿って前記固体体部に対して相対移動可能に前記固定体部に対向して配置された移動体部と、
前記第１の方向に沿って前記固定体部に配列された複数の第１ユニット、および該複数の第１ユニットに対向するように前記移動体部に設けられた第２ユニットを有し、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって前記移動体部を前記固定体部に対して前記第１の方向に沿って相対移動させるリニアモータと、
前記第２ユニットに対して前記第１ユニット側へ突出するように前記移動体部に設けられた接触子を有し、該接触子の端部と前記第１ユニットとの接触状態を検出し、該接触状態の検出結果に基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部と、
を備えることを特徴とする移動体装置。
【請求項２】
前記第１ユニットは、前記第２ユニットに対向するように前記第１の方向に沿って配列された複数の第１の部材を有し、
前記第２ユニットは、前記複数の第１の部材に対向するように前記第１の方向に沿って配列された複数の第２の部材を有し、
前記第１の部材および前記第２の部材は、相互に前記電磁力を作用させることを特徴とする請求項１に記載の移動体装置。
【請求項３】
前記検知部は、前記第１の方向において前記接触子の端部が前記第１ユニットと接触している長さに基づいて、該第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離が変化している範囲を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体装置。
【請求項４】
前記第１の方向において前記接触子の端部が前記第１ユニットと接触している長さに基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットが接触している旨の警告情報を出力する出力部を備えることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項５】
前記第１の方向において前記接触子の端部が前記第１ユニットと接触している長さに基づいて、前記リニアモータの駆動を停止する制御部を備えることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項６】
前記接触子は、前記第２ユニットの移動方向に平行な第１及び第２の方向にそれぞれ複数配設されていることを特徴とする特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項７】
前記検知部は、前記第１ユニットと接触している接触子の配設位置に基づいて、該第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離が変化している位置を判定することを特徴とする請求項６に記載の移動体装置。
【請求項８】
マスクを支持するマスクステージと、基板を支持する基板ステージとを有し、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して前記基板に転写する露光装置であって、前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一方は請求項１〜７のうち、いずれか１項に記載の移動体装置を用いて構成されることを特徴とする露光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成するステップと、前記パターンが形成された基板を処理するステップと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１０】
第１の方向に沿って設けられた固定体部と、
前記第１の方向に沿って前記固体体部に対して相対移動可能に前記固定体部に対向して配置された移動体部と、
前記第１の方向に沿って前記固定体部に配列された複数の第１ユニット、および該複数の第１ユニットに対向するように前記移動体部に設けられた第２ユニットを有し、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって前記移動体部を前記固定体部に対して前記第１の方向に沿って相対移動させるリニアモータと、
互いに隣接する２つの前記第１ユニットの外周部に配設された一対の第１の導電性部材と、
前記一対の第１の導電性部材の一方の端部間を電気的に接続する配線部材と、
前記一対の第１の導電性部材の他方の端部に設けられた、前記固定体部方向に向けて突出する端部を有する一対の導通部材と、
前記固定体部に設けられた、前記一対の導通部材の端部が接触する第２の導電性部材と、
前記一対の第１の導電性部材、前記配線部材、前記一対の導通部材、及び前記第２の導電性部材によって形成される電流経路に流れる電流を検出し、該電流の検出結果に基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部と、
を備えることを特徴とする移動体装置。
【請求項１】
第１の方向に沿って設けられた固定体部と、
前記第１の方向に沿って前記固体体部に対して相対移動可能に前記固定体部に対向して配置された移動体部と、
前記第１の方向に沿って前記固定体部に配列された複数の第１ユニット、および該複数の第１ユニットに対向するように前記移動体部に設けられた第２ユニットを有し、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって前記移動体部を前記固定体部に対して前記第１の方向に沿って相対移動させるリニアモータと、
前記第２ユニットに対して前記第１ユニット側へ突出するように前記移動体部に設けられた接触子を有し、該接触子の端部と前記第１ユニットとの接触状態を検出し、該接触状態の検出結果に基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部と、
を備えることを特徴とする移動体装置。
【請求項２】
前記第１ユニットは、前記第２ユニットに対向するように前記第１の方向に沿って配列された複数の第１の部材を有し、
前記第２ユニットは、前記複数の第１の部材に対向するように前記第１の方向に沿って配列された複数の第２の部材を有し、
前記第１の部材および前記第２の部材は、相互に前記電磁力を作用させることを特徴とする請求項１に記載の移動体装置。
【請求項３】
前記検知部は、前記第１の方向において前記接触子の端部が前記第１ユニットと接触している長さに基づいて、該第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離が変化している範囲を判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体装置。
【請求項４】
前記第１の方向において前記接触子の端部が前記第１ユニットと接触している長さに基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットが接触している旨の警告情報を出力する出力部を備えることを特徴とする請求項１〜３のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項５】
前記第１の方向において前記接触子の端部が前記第１ユニットと接触している長さに基づいて、前記リニアモータの駆動を停止する制御部を備えることを特徴とする請求項１〜４のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項６】
前記接触子は、前記第２ユニットの移動方向に平行な第１及び第２の方向にそれぞれ複数配設されていることを特徴とする特徴とする請求項１〜５のうち、いずれか１項に記載の移動体装置。
【請求項７】
前記検知部は、前記第１ユニットと接触している接触子の配設位置に基づいて、該第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離が変化している位置を判定することを特徴とする請求項６に記載の移動体装置。
【請求項８】
マスクを支持するマスクステージと、基板を支持する基板ステージとを有し、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して前記基板に転写する露光装置であって、前記マスクステージと前記基板ステージとの少なくとも一方は請求項１〜７のうち、いずれか１項に記載の移動体装置を用いて構成されることを特徴とする露光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成するステップと、前記パターンが形成された基板を処理するステップと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１０】
第１の方向に沿って設けられた固定体部と、
前記第１の方向に沿って前記固体体部に対して相対移動可能に前記固定体部に対向して配置された移動体部と、
前記第１の方向に沿って前記固定体部に配列された複数の第１ユニット、および該複数の第１ユニットに対向するように前記移動体部に設けられた第２ユニットを有し、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間に相互に作用させる電磁力によって前記移動体部を前記固定体部に対して前記第１の方向に沿って相対移動させるリニアモータと、
互いに隣接する２つの前記第１ユニットの外周部に配設された一対の第１の導電性部材と、
前記一対の第１の導電性部材の一方の端部間を電気的に接続する配線部材と、
前記一対の第１の導電性部材の他方の端部に設けられた、前記固定体部方向に向けて突出する端部を有する一対の導通部材と、
前記固定体部に設けられた、前記一対の導通部材の端部が接触する第２の導電性部材と、
前記一対の第１の導電性部材、前記配線部材、前記一対の導通部材、及び前記第２の導電性部材によって形成される電流経路に流れる電流を検出し、該電流の検出結果に基づいて、前記第１ユニットと前記第２ユニットとの間の距離の変化を検知する検知部と、
を備えることを特徴とする移動体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−５５０６５（Ｐ２０１２−５５０６５Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４８００（Ｐ２０１０−１９４８００）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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